给水排水工程管道结构设计3管道结构上的作用

给水排水工程管道结构设计3管道结构上的作用

3 管道结构上的作用

3.1 作用分类和作用代表值

3.1.1 管道结构上的作用，按其性质可分为永久作用和可变作用两类：

1 永久作用应包括结构自重、土压力(竖向和侧向)、预加应力、管道内的水重，地基的不均匀沉降。

2 可变作用应包括地面人群荷载、地面堆积荷载、地面车辆荷载、温度变化、压力管道内的静水压(运行工作压力或设计内水压力)、管道运行时可能出现的真空压力、地表水或地下水的作用。

3.1.2 结构设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。

对永久作用，应采用标准值作为代表值，对可变作用，应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值。

可变作用组合值，应为可变作用标准值乘以作用组合系数，可变作用准永久值，应为可变作用标准值乘以作用的准永久值系数。

3.1.3 当管道结构承受两种或两种以上可变作用时，承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按短期效应的标准组且合设计，可变作用应采用标准值和组合值作为代表值。

3.1.4 正常使用极限状态考虑长期效应按准永久组合设计，可变作用应采用准永久值作为代表值。

3.2 永久作用标准值

3.2.1 结构自重，可按结构构件的设计尺寸与相应的材料单位体轵的自重计算确定。对常用材料及其制作件，其自重可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。

3.2.2 作用在地下管道上的竖向土压力，其标准值应根据管道埋设方式及条件按附录B确定。

3.2.3 作用在地下管道上的侧向土压力，其标准值应按下列公式确定；

1 侧向土压力应按主动土压力计算；

2 侧向土压力沿圆形管道管侧的分布可视作均匀分布，其计算值可按管道中心处确定；

3 对埋设在地下水位以上的管道，其侧向土压力可按下式计算：

4 对于埋置在地下水位以下的管道，管体上的侧向压力应为主动土压力与地下水静水压力之和；此时，侧向土压力可按下式计算；

3.2.4 管道中的水重标准值，可按水的重力密度为10KN／m3计算。

3.2.5 预应力混凝土管道结构上的预加应力标准值，应为预应力钢筋的张拉控制应力值扣除相应张拉工艺的各项应力损失。张拉控制应力值，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定。

3.2.6 对敷设在地基土有显著变化段的管道，需计算地基不均匀沉阵，其标准值应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定计算确定。

3.3 可变作用标准值、准永久值系数

3.3.1 地面人群荷载标准值可取4KN／m2讨计算；其准永久值系数φq可取φq=0.3。

3.3.2 地面堆积荷载标准值可取10KN／m2计算；其准永久值系数可取φq＝0.5。

3.3.3 地面车辆荷载对地下管道的影响作用，其标准值可按附录C确定；其准永久值系数应取φq＝0.5。

3.3.4 压力管道内的静水压力标准值应取设计内水压力计算，其标准值应根据管道材质及运行工作内水压力按表3.3.4的规定采用，相应准永久值系数可取φq=0.7，但不得小于工作内水压力。

3.3.5 埋设在地表水或地下水以下的管道，应计算作用在管道上的静水压力(包括浮托力)，相应的设计水位应根据勘察部门和水文部门提供的数据采用。其标准值及准永久值系数φq 的确定，应符合下列规定：

1 地表水的静水压力水位宜按设计频率1％采用。相应准永久值系数，当按最高洪水位计算时，可取常年洪水位与最高洪水位的比值。

2 地下水的静水压力水位，应综合考虑近期内变化的统计数据及对设计基准期内发展趋势的变化综合分析，确定其可能出现的最高及最低水位。

应根据对结构的作用效应，选用最高或最低水位。相应的准永久值系数，当采用最高水位时，可取平均水位与最高水位的比值；当采用最低水位时，应取1.0计算。

3 地表水或地下水的重度标准值，可取10KN／m3计算。

3.3.6 压力管道在运行过程中可能出现的真空压力F v，其标准值可取0.05Ma计算；相应的准永久值系数可取φq＝0。

3.3.7 对埋地管道采用焊接、粘接或熔接连接时，其闭合温度作用的标准值可按±25℃温差采用；相应的准永久值系数可取φq＝1.0计算。

3.3.8 对架空管道，当采用焊接、粘接或熔接连接时，其闭合温度作用的标准值可拄具体工况条件确定，相应的准永久值系数可取φq＝0.5计算。

3.3.9 露天架空管道上的风荷载和雪荷载，其标准值及准永久值系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定确定。